计及电力电子变压器的交直流混合配电网能效评估

在交直流混合配电网能效评估的研究基础上,依据国家相关标准和参考文献,建立了一套计及电力电子变压器的交直流混合配电网的能效评估体系,整套指标体系包括了交直流混合配电网中的中压配电网、配电变压器和电力电子变压器、低压直流配电网和低压交流配电网4个部分,并结合四个模块各自的静态指标、动态指标和能效指标三个方面进行整体评估。采用熵权法和G-1法从客观和主观两个角度确定各项指标权重,同时结合指标状态值,得出配电网的综合能效分值,从直观角度协助交直流混合配电网能效水平提升。结合三个模拟算例,运用建立的指标体系进行评估,评估结果与实际能效情况一致,验证了评估指标的正确性和评估方法的有效性。     

基于电力电子变压器的交直流混合配电网功率-电压协调控制

传统交流配电网柔性调控能力不足,限制了分布式可再生能源(DER)的充分消纳和高效利用,DER接入引发的节点电压异常波动就是重要表现。利用双向多端口的电力电子变压器(PET)构建交直流混合配电系统可以实现灵活组网、减少交直流电量变换环节同时极大地增强对系统潮流调控能力,是解决DER在配网层面高比例接入的重要方案。本文对PET的拓扑结构、组网形式及控制模型进行研究,提出一种PET稳态模型,该模型集成了多个不同电压等级的交直流端口,且每个端口均可独立控制传输功率与端口电压,有利于主从或下垂控制等控制策略的实施。进一步提出了以交直流系统节点电压偏移最小为目标的PET功率-电压协调控制方法,对交直流混合配电算例系统的计算分析表明,交直流混合系统中的PET可以通过灵活、快速的端口功率控制,显著改善系统电压越限、应对分布式电源的出力波动,从而提高分布式电源渗透率、促进可再生能源的就地消纳。     

含电力电子变压器的交直流配电网随机运行优化

间歇性可再生能源的接入,使得含电力电子变压器(power electronic transformer,PET)交直流系统的运行面临巨大挑战,因此提出基于场景分析法的优化调度模型。计及风电和光伏出力在空间上的相关性,采用多维高斯混合模型构建风电/光伏出力的联合概率分布,并基于同步回代削减法进行场景缩减,建立了含PET的交直流混合配电网随机运行优化模型,以得到满足典型场景的运行调度方案。然而随机运行优化模型属于海量高维非凸优化问题,难以求解,针对这一问题,提出基于二阶锥松弛技术和线性逼近法的逐次凸逼近规划模型,通过循环迭代实现对该问题的高效求解。仿真算例验证了所提模型方法的有效性和可行性。     

基于电力电子变压器的交直流混合微电网运行模式自适应切换策略

针对交直流混合微电网发生故障时运行模式切换不及时的实际问题,提出了一种基于电力电子变压器的交直流混合微电网运行模式自适应切换策略。以北京崇礼低碳冬奥智能电网综合示范工程为背景,详细介绍了双端供电的交直流混合微电网系统设计方案和各类变流器的控制方法,在此基础上重点设计了6种典型运行模式,利用三元式阐述了各运行模式的稳态判据,并提出了一种基于弱通信的运行模式自适应切换策略。仿真结果表明,所提运行模式自适应切换策略可自行按照预设的切换逻辑在故障条件下及时切换到合适的运行模式,保证了微电网的供电可靠性。     

基于电力电子变压器的交直流混合可再生能源关键技术

分布式可再生能源大规模接入电网,对系统的灵活接入和运行控制管理提出了新的挑战和更高的要求;利用多端口电力电子变压器构建交直流混合系统,在多个交直流电压等级集成分布式可再生能源,可以实现灵活接入与组网;同时,减少变换环节,提高能源利用效率,增强系统控制能力,在更大范围实现可再生能源互联互补。构建了基于电力电子变压器的交直流混合可再生能源关键技术研究框架,并对其中涉及的关键技术进行了详细阐述。     

应用于交直流配电网的电力电子变压器

针对交直流配电网的需求,提出了一种可应用于交直流配电网的电力电子变压器(power electronic transformer,PET)拓扑。与传统PET相比,该拓扑的优势在于为直流电源及直流负荷提供了接口,具备直流故障穿越能力,能够显著减少网络中换流器的数量,提高供电可靠性。同时,分析了新型PET在典型交直流配电网中的运行模式,并在此基础上,对PET各级的控制及调制策略进行了设计。最后,通过仿真验证了该拓扑及控制策略的合理性,突出了PET在交直流配电网中的能量调控作用。     

配电台区交直流混合配电网工程建设研究

随着分布式电源、电动汽车、储能设施在电力系统的广泛应用,部分低压配电台区接入的直流负荷和直流电源比重快速增加,基于配电台区构建交直流混合配电网的建设改造工程在电力建设中逐步推广。从交直流配电网关键技术出发,对直流设备、网架结构等方面进行了分析。全面梳理交直流混合配电网在关键设备和组网方式等方面的技术应用,对DC/AC换流器、DC/DC换流器、直流断路器等设备在交直流混合配电网中的功能定位和发展趋势进行了探讨。分析了交直流混合配电网的典型应用场景,比较了辐射型、两端型、环型结构在运行方式、供电可靠性、经济性上的区别,并基于重庆西部科学城设想场景,提出基于电力电子变压器的建设改造方案,开展交直流混合配电网示范应用,实现高质量可靠供电。     

基于PET控制特性的交直流混合配电网状态估计

含电力电子变压器的交直流混合配电网结构复杂、运行方式灵活,仅依靠传统量测信息的配电网状态估计方法难以满足交直流系统灵活调控的需求。为此,本文提出了一种基于电力电子变压器控制特性的交直流混合配电网状态估计方法。采用考虑换流器损耗的电力电子变压器稳态模型,构建了电力电子变压器与各个配电网的潮流分析模型。针对配电网中配置的数据冗余度较低的问题,提出了一种将电力电子设备的高精度控制能力作为伪量测信息,添加到状态估计量测系统中的方法。最后,在IEEE 33节点的修改算例上进行仿真计算,验证了所提出的状态估计方法的有效性,以及在精度方面的优势。     

含电力电子变压器的交直流混合分布式能源系统日前优化调度

提出一种含电力电子变压器的交直流混合系统分布式能源的日前优化调度方法。首先,建立了电力电子变压器的稳态模型;然后对于含电力电子变压器的交直流混合系统,建立了其日前优化调度的模型,以实现交直流混合系统分布式能源的充分消纳以及经济最优;最后,用算例来对上述含电力电子变压器交直流系统模型进行验证,结果表明:将电力电子变压器应用于交直流混合系统中,通过电力电子变压器的功率调节功能来对交流网络和直流网络之间的功率传递进行控制,可有效实现分布式发电的充分消纳,另外,通过对分布式发电的合理应用,降低了系统的运行成本,实现了交直流混合系统的经济运行。     

交直流混合配电网研究策略*

大规模、分散式的可再生能源接入和电动汽车等新型负荷接入比例的提高致使传统的配电网络受到巨大冲击。为应对新型源荷对电网经济性和安全性的冲击,在考虑不同时间尺度的基础上提高线路间功率调控能力,利用交直流混合配电网来进行交直流转换从而提高电网的可控性及可靠性成为目前解决此类问题最有效的手段。鉴于此,介绍了交直流混合配电网的拓扑结构,构建了分布式电源稳态模型,接着对不同时间尺度下交直流混合配电网进行马尔可夫链 动态场景模拟,最后对交直流混合配电网技术研究做出展望。     

交直流混合配电系统评价体系研究

城市负荷密度快速增长对城市配电网供电能力及电能质量要求不断提高,以交流输电为主的城市配电网发展面临越来越大的困难和挑战,包含柔性直流输电线路的交直流混合配电系统必将成为解决城市配电网发展的有效途径之一。本文根据交直流混合配电系统的特点,分析交直流混合配电系统评价的影响因素,建立技术经济评价指标体系,并按照差异化的原则,确定了不同指标的分类评价标准。在此基础上,根据指标属性特点对指标进行了分类,给出了评价指标分值的实用化计算方法。     

含混合储能的交直流配电网日经济优化运行

针对高渗透可再生能源接入的交直流混合配电网经济性和灵活调节性不足的问题,提出一种配合降压变压器(step down transformer,SDT)和电压源型变换器(voltage source converter,VSC)调压策略的含混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)交...     

交直流混合配电网交流接地故障隔离策略

在交直流混合配电网中,为使模块化多电平换流器像换流变压器一样能隔离交流接地故障,本文分析了单相接地故障下零序电流和零序电压的特性,提出基于比例谐振控制的零序电流抑制策略.本文在模块化多电平换流器中采用混合子模块拓扑及相应的调制策略,并为全桥子模块设计一种新型的电容充放电策略,在保证子模块电容电压均衡稳定的条件下提高桥臂...     

基于功率时空协同的交直流混合配电网调度计划日内修正策略

交直流混合配电网既可通过配置在线路间的电压源换流器(VSC)实现功率在空间维度上的灵活转移,还可通过配置在系统中的储能实现功率在时间维度上的灵活转移.对此,提出一种基于功率时空协同的交直流混合配电网调度计划日内修正策略,通过VSC与储能的协调优化实现资源的时空互补,有效应对负荷与新能源的随机波动.在优化模型中,采用灵敏度方法简化常规潮流约束,并引入支路损耗变化量修正线性灵敏度法的近似误差,保证了功率潮流约束的准确性,显著提高了求解效率.最后,通过仿真算例验证了所提方法的有效性.     

多端交直流混合配电网的集中-分散控制策略

针对交直流混合配电网中系统优化调度与本地分散控制的协调问题，提出了一种集中-分散式控制架构，在集中控制层，以系统网损最低以及新能源最大水平消纳为优化目标，通过优化调度算法计算出系统中各可控单元的最优功率参考值，为本地分散控制层提供初始运行指令；在分散控制层，将直流母线电压分为正常状态、风险状态、越限状态，在正常状态和风险状态，各从换流站通过基于优化调度指令的下垂控制实现系统的平稳运行，在直流电压越限时，蓄电池作为后备单元进行充放电控制，实现直流电压的二次恢复。基于Matlab/Simulink的仿真结果表明:正常运行时，该控制策略在各种工况下均能对系统功率进行灵活、高效的调节，主换流站退出运行时，通过蓄电池单元的充放电实现系统电压的二次恢复，提高了配电网的可靠性。     

基于储能控制的交直流混合微电网运行策略研究

储能系统在微电网安全稳定运行过程中发挥着不可替代的作用。微电网并网运行时,储能系统储存能量;孤岛运行时,作为微电网的主电源,维持系统电压和频率稳定。提出了一种适用于交直流混合微电网的锂电池储能系统能量管理策略,分析了锂电池组双向DC/DC和双向DC/AC变换器主电路及控制部分,建立了含最大功率点跟踪(MPPT)控制的光伏发电单元的微电网仿真模型,并搭建系统实验平台。仿真和实验结果表明,提出的微电网能量管理策略可以保证微电网在各种运行模式下均能安全稳定运行。     

多端直流的交直流配电网潮流计算

传统的交直流潮流计算方法主要用于输电网计算,而交直流配电网需要考虑交流网侧三相不平衡和直流网侧分布式电源低压多端直流接入等问题。针对这一问题,提出了一种考虑三相不平衡的含多端直流的交直流配电网交替求解算法。(1)对交流系统和换流站三相不平衡建模;(2)计及换流站不同控制方式,推导了直流潮流方程,在其基础上,推导了含DC/DC变换器的直流潮流计算修正方程式,根据DC/DC变换器和换流站控制方式的不同,在交直流潮流计算中提出不同的等效处理方式;(3)通过改进的IEEE 34节点算例进行了仿真验证。仿真结果表明,在多端直流不同控制模式下,所述交直流配电网潮流计算方法处理三相不平衡、分布式电源直流接入等问题具有较好的收敛性能。